ガングリオシド糖鎖合成酵素遺伝子の癌細胞特異的発現機構と関連転写因子の解析

神経外胚葉系の腫瘍や成人T細胞白血病及びHTLV-I感染細胞においては、酸性糖脂質(ガングリオシド)であるGM2やGD2の特徴的な発現が認められる。私達は、これらガングリオシドを合成するGM2/GD2合成酵素(β1,4-N-acetylgalactosaminyltransferase)ゲノム遺伝子の構造と転写調節領域を解析し、以下の結果を得た。1)本酵素遺伝子は全長約8kbp以上で、11個のエキソンから構成され、coding領域はエキソン2から11に存在した。2)本酵素遺伝子の転写開始点をメラノーマ細胞株(SK-MEL-31)について検討したところ、少なくとも3箇所の転写開始点(a、b、c)が同定された。これらの転写開始点より始まる3個のエキソン1a、1b、1cはalternativeにスプライスし、エキソン2に結合していた。また、エキソン1cは、イントロン1の中の一部が新たなエキソンと成っていた。これらの結果は、現在までに報告されている他の糖転移酵素遺伝子とよく類似していた。3)本酵素遺伝子の5′flanking領域における既知の転写因子結合モチーフを検索した結果、エキソン1aの上流にはEGR-1、HNF-5、Sp-1等が、エキソン1bの上流にはSp-1、AP-2等が認められた。4)本酵素遺伝子の5′上流域におけるプロモーター/エンハンサー活性をCATアッセイにより検討した結果、エキソン1aの上流には弱い活性が、エキソン1cの上流には強い活性が検出された。エキソン1bの上流にはほとんど活性が検出されなかった。しかし、エキソン1aおよび1bの上流領域にイントロン1を加える活性は著しく上昇し、この領域にエンハンサーが存在することが示唆された。エキソン1cのプロモーター活性は、本酵素遺伝子が発現していない細胞株でも検出されたが、更にこの上流の約100bpが存在すると活性が消失することより、ここにサイレンサーが存在することが示唆された。5)本酵素ゲノム遺伝子をプローブとしたFISH法による染色体マッピングの結果、本酵素遺伝子は、ヒト第12染色体(12q13.3)上に位置付けられた。

神経外胚葉系の腫瘍や成人T細胞白血病及びHTLV-I感染細胞においては、酸性糖脂質(ガングリオシド)であるGM2やGD2の特徴的な発現が認められる。私達は、これらガングリオシドを合成するGM2/GD2合成酵素(β1,4-N-acetylgalactosaminyltransferase)ゲノム遺伝子の構造と転写調節領域を解析し、以下の結果を得た。1)本酵素遺伝子は全長約8kbp以上で、11個のエキソンから構成され、coding領域はエキソン2から11に存在した。2)本酵素遺伝子の転写開始点をメラノーマ細胞株(SK-MEL-31)について検討したところ、少なくとも3箇所の転写開始点(a、b、c)が同定された。これらの転写開始点より始まる3個のエキソン1a、1b、1cはalternativeにスプライスし、エキソン2に結合していた。また、エキソン1cは、イントロン1の中の一部が新たなエキソンと成っていた。これらの結果は、現在までに報告されている他の糖転移酵素遺伝子とよく類似していた。3)本酵素遺伝子の5′flanking領域における既知の転写因子結合モチーフを検索した結果、エキソン1aの上流にはEGR-1、HNF-5、Sp-1等が、エキソン1bの上流にはSp-1、AP-2等が認められた。4)本酵素遺伝子の5′上流域におけるプロモーター/エンハンサー活性をCATアッセイにより検討した結果、エキソン1aの上流には弱い活性が、エキソン1cの上流には強い活性が検出された。エキソン1bの上流にはほとんど活性が検出されなかった。しかし、エキソン1aおよび1bの上流領域にイントロン1を加える活性は著しく上昇し、この領域にエンハンサーが存在することが示唆された。エキソン1cのプロモーター活性は、本酵素遺伝子が発現していない細胞株でも検出されたが、更にこの上流の約100bpが存在すると活性が消失することより、ここにサイレンサーが存在することが示唆された。5)本酵素ゲノム遺伝子をプローブとしたFISH法による染色体マッピングの結果、本酵素遺伝子は、ヒト第12染色体(12q13.3)上に位置付けられた。